Орбитальное движение атомов повлияло на формирование ультрахолодных димеров в оптических решетках
Раньше этот процесс исследовали только для основного колебательного состояния
Немецкие физики исследовали образование фешбаховских димеров из атомов калия-40, помещенных в узлы оптической решетки и возбужденных в состояние движения с ненулевым орбитальным моментом. Ученые не только смогли исследовать энергию связи димеров для различной глубины потенциалов, но обнаружить режим формирования молекул, который не наблюдается в основном колебательном состоянии атомов. Работа опубликована в журнале Nature Physics.
Ультрахолодные атомы в оптических решетках уже давно превратились в рутинный инструмент для прощупывания сложной физики, протекающей в конденсированных средах: сверхпроводимости, сверхтекучести, магнитного порядка и так далее. Помимо этого, ученым интересно формирование молекул в таких условиях: когда кинетические энергии атомов достаточно низки, они могут связаться благодаря слабо выраженному минимуму, который есть в зависимости потенциальной энергии ван-дер-ваальсового взаимодействия от расстояния. Образующийся таким образом резонанс Фешбаха интересен тем, что им легко управлять с помощью слабых магнитных полей, что физики используют регулярно.
Большинство экспериментов по этой тематике начинается с захвата атомов из пучка в ячейки оптической решетки, формируемой в виде стоячих волн встречных лазерных лучей. Дальше ученые стараются охладить атомы до сверхнизких температур, что сопровождается их переходом в основное колебательное состояние в потенциальной яме. Основное состояние характеризуется нулевыми квантовыми числами и, как следствие, всяким отсутствием вращения.